Gravitasi ada di mana-mana – baik secara harfiah maupun dalam tindakan sadar sehari-hari orang-orang di planet ini. Sulit atau tidak mungkin membayangkan hidup di dunia yang bebas dari efeknya, atau bahkan di dunia di mana efeknya diubah dengan jumlah "kecil" - katakanlah, "hanya" sekitar 25 persen. Nah, bayangkan diri Anda beralih dari tidak cukup mampu melompat cukup tinggi untuk menyentuh pelek bola basket setinggi 10 kaki menjadi mampu melakukan slam-dunk dengan mudah; ini tentang keuntungan 25 persen dalam kemampuan melompat berkat gravitasi yang berkurang akan memberikan banyak orang!
Salah satu dari empat kekuatan fisik fundamental, gravitasi mempengaruhi setiap usaha rekayasa yang pernah dilakukan manusia, terutama di bidang ekonomi. Mampu menghitung gaya gravitasi dan memecahkan masalah terkait adalah keterampilan dasar dan penting dalam kursus pengantar ilmu fisika.
Kekuatan Gravitasi
Tidak ada yang bisa mengatakan dengan tepat apa "gravitasi" itu, tetapi dimungkinkan untuk menggambarkannya secara matematis dan dalam hal kuantitas dan sifat fisik lainnya. Gravitasi adalah salah satu dari empat gaya fundamental di alam, yang lainnya adalah gaya nuklir kuat dan lemah (yang beroperasi pada tingkat intra-atomik) dan gaya elektromagnetik. Gravitasi adalah yang terlemah dari keempatnya, tetapi memiliki pengaruh besar pada bagaimana alam semesta itu sendiri terstruktur.
Secara matematis, gaya gravitasi dalam Newton (atau setara, kg m/s2) antara dua benda bermassasaya1 dansaya2 dipisahkan olehrmeter dinyatakan sebagai:
F_{grav} = \frac{GM_1M_2}{r^2}
Dimanauniversal konstanta gravitasiG = 6.67 × 10-11 N m2/kg2.
Gravitasi Dijelaskan
besarnyagmedan gravitasi dari setiap objek "besar" (yaitu, galaksi, bintang, planet, bulan, dll.) dinyatakan secara matematis dengan hubungan:
g = \frac{GM}{d^2}
dimanaGadalah konstanta yang baru saja ditentukan,sayaadalah massa benda dandadalah jarak antara objek dan titik di mana medan diukur. Anda dapat melihat dengan melihat ekspresi untukFberat bahwagmemiliki satuan gaya dibagi massa, karena persamaan untukgpada dasarnya adalah persamaan gaya gravitasi (persamaan untukFberat) tanpa memperhitungkan massa benda yang lebih kecil.
Variabelgkarena itu memiliki satuan percepatan. Di dekat permukaan bumi, percepatan gravitasi bumi adalah 9,8 meter per detik per detik, atau 9,8 m/s2. Jika Anda memutuskan untuk melangkah jauh dalam ilmu fisika, Anda akan melihat angka ini lebih sering daripada yang dapat Anda hitung.
Gaya Karena Rumus Gravitasi
Menggabungkan rumus di dua bagian di atas menghasilkan hubungan
F=mg
dimanag= 9,8 m/s2 di dunia. Ini adalah kasus khusus dari hukum kedua Newton tentang gerak, yaitu
F=ma
Rumus percepatan gravitasi dapat digunakan dengan cara biasa dengan apa yang disebut persamaan gerak Newton yang menghubungkan massa (saya), kecepatan (v), posisi linier (x), posisi vertikal (kamu), percepatan (Sebuah) dan waktu (untuk). Yaitu, sama sepertid = (1/2)di2, jarak yang ditempuh benda dalam waktuuntukdalam garis di bawah gaya percepatan tertentu, jarakkamusebuah benda akan jatuh di bawah gaya gravitasi dalam waktuuntukdihasilkan oleh ekspresid = (1/2)gt2, atau 4,9untuk2 untuk benda-benda yang jatuh di bawah pengaruh gravitasi bumi.
Tips
Dalam fisika pengantar, ketika Anda diminta untuk memecahkan masalah gravitasi termasuk jatuh bebas, Anda diminta untuk mengabaikan efek hambatan udara. Dalam praktiknya, efek ini cukup besar, karena Anda akan belajar jika Anda mengejar teknik atau bidang serupa.
